电的发展史
27页1、电的发展史1公元前的琥珀和磁石希腊七贤中有一位名叫泰勒斯的哲学家。公元前 600 年前 后,泰勒斯看到当明的希腊人通过摩擦琥珀吸引羽毛,用磁钱矿 石吸引铁片的现象,曾对其原因进行过一番思考。据说他的解释 是:“万物皆有灵。磁吸铁,故磁有灵。”这里所说的“磁”就是磁 铁矿石。希腊人把琥珀叫做“elektron”(与英文“电”同音)。他们 从波罗的海沿岸进口琥珀,用来制作手镯和首饰。当时的宝石商 们也知道摩擦琥珀能吸引羽毛,不过他们认为那是神灵或者魔力 的作用。在东方,中国人民早在公元前 2500 年前后就已经具有 天然的磁石知识。据吕氏春秋一书记载,中国在公元前 1000 年前后就已经有的指南针,他们在古代就已经用磁针来辨别方向 了。2磁,静电通常所说的摩擦起电,在公元前人们只知道它是一种现象。 很长时间里,关于这一种现象的认识并没有进展。而罗盘则在 13 世经就已经在航海中得到了应用。那时的罗盘是把加工成针 形的磁铁矿石放在秸秆里,使之能浮在水面上。到了 14 世纪初, 又制成了用绳子把磁针吊起来的航海罗盘。这种罗盘在 1492 年 哥伦布发现美洲新大陆以及 1519 年麦哲伦发现环绕
2、地球一周的 航线时发挥了重要的作用。(1)磁,静电与吉尔伯特 英国人吉尔伯特是伊丽莎白女王的御医,他在当医生的同 时,也对磁进行了研究。他总结了多年来关于磁的实验结果,于 1600 年出了一本取名为论磁学的书。书中指出地球本身就 是一块大磁石,并且阐述了罗盘的磁倾角问题。 吉尔伯特还研究了摩擦琥珀吸引羽毛的现象,指出这种现象不仅 存在于琥珀上,而且存在于硫磺,毛皮,陶瓷,火漆,纸,丝绸, 金属,橡胶等是摩擦起电物质系列。把这个系列中的两种物质相 互摩擦,系列中排在前面的物质将带正电,排在后面的物质将带 负电。 那时候,主要的研究方法就是思考,而他主张真正的研究应该以 实验为基础,他提出这种主张并付诸实践,在这点上,可以说吉 尔伯特是近代科学研究方法的开创者。(2)雷和静电 在公元前的中国,打雷被认为是神的行为。说是有五位司 雷电的神仙,其长者称为雷祖,雷祖之下是雷公和电母。打雷就 是雷公在天上敲大鼓,闪电就是电母用两面镜子把光射向下界。 到了亚里斯多德时代就已经比较科学了。认为雷的发生是由于大 地上的水蒸气上升,形成雷雨云,雷雨云遇到冷空气凝缩而变成 雷雨,同时伴随出现强光。认为雷是静
3、电而产生的是英国人沃尔, 那是1708 年的事。1748年,富兰克林基于同样的认识设计了避 雷针。能不能用什么办法把这种静电收集起来?这个问题很多科 学家都考虑过。1746 年,莱顿大学教授缪森布鲁克发明了一种 存贮静电的瓶子,这就是后来很有名的“莱顿瓶”。缪森布鲁克本来想像往瓶子里装水那样把电装进瓶子里,他首先 在瓶子里灌上水,然后用一根金属丝把摩擦玻璃棒能到水里。就 在他的手接触到瓶子和棒的一瞬间,他被重重地“电击”了一下。 据说他曾这样说过:“就算是国王命令,我也不想再做这种可怕 的实验了”。富兰克林联想到往莱顿瓶里蓄电的事,于 1752 年 6 月做了一个 把风筝放到雷雨云里去的实验。其结果,发现了雷雨云有时带正 电有时带负电的现象。这个风筝实验很有名,许多科学家都很感 兴趣,也跟着做。1753 年 7 月,俄罗斯科学家利赫曼在实验中 不幸遭电击身亡。通过用各种金属进行实验,意大利帕维亚大学 教授伏打证明了锌,铅,锡,铁,铜,银,金,石墨是个金属电 压系列,当这个系列中的两种金属相互接触时,系列中排在前面 的金属带正电,排在后面的金属带负电。他把铜和锌做为两个电 极置于稀硫酸中
4、,从而发明了伏打电池。电压的单位“伏特”就是 以他的名字命名的。19 世纪初,正是法国大革命后进入拿破仑时代。拿破仑从意大 利归来,在 1801 年把伏打召到巴黎,让他做电实验,伏打也因 此获得了拿破仑授予的金质奖章和莱吉诺-多诺尔勋章。(3)伏打电池的利用与电磁学的发展 伏打电池发明之后,各国利用这种电池进行了各种各样的 实验和研究。德国进行了电解水的研究,英国化学家戴维把 2000 个伏打电池连在一起,进行了电弧放电实验。戴维的实验是在正 负电极上安装木炭,通过调整电极间距离使之产生放电而发出强 光,这就是电用于照明的开始。1820 年,丹麦哥本哈根大学教授奥斯特在一篇论文中公布了他 的一个发现:在与伏打电池连接了的导线旁边放一个磁针,磁针 马上就发生偏转。俄罗斯的西林格读了这篇论文,他把线圈和磁 针组合在一起,发明了电报机(1831 年),这可说是电报的开始。 其后,法国的安培发现了关于电流周围产生的磁场方向问题的安 培定律(1820 年),法拉第发现了划时代的电磁感应现象(1831 年),电磁学得到了飞速发展。另一方面,关于电路的研究也在发展。欧姆发现了关于电阻的欧 姆定律(1
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